生物反应工程原理复习资料
生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。
生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。
酶和酶的反应特征
酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。
酶的来源：动物、植物和微生物
酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶
酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常数。
2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性和失活
3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等
固定化酶的性质
固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。
与游离酶的区别：
游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用）
固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性）
固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化
单底物均相酶反应动力学
米氏方程
快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑
这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以
破坏这个平衡
稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑
这个可逆反应（3）中间复合物ES 一经分解，产生的游离酶立即与底物结合，使中间复合物ES 浓度保持衡定，即
P E ES S E k k k +→+⇔-211P E ES +←ES S E ⇔+P E ES +→P E ES +←0=dt dC ES
双倒数法（Linewear Burk）：
对米氏方程两侧取倒数
得以作图
得一直线，直线斜率为，截距为
根据直线斜率和截距可计算出Km和rmax
抑制剂对酶反应的影响：
失活作用（不可逆抑制）
抑制作用（可逆抑制）：竞争抑制、反竞争抑制、非竞争抑制、混合型抑制竞争抑制反应机理：
非竞争抑制反应机理：
S
m
C
r
K
r
r
1
1
1
max
max
+
=
S
C
r
1
~
1
max
r
K
m
max
1
r
P
E
ES
S
E
k
k
k
+
→
+⇔
-
2
1
1
EI
I
E I
K
⇔
+
P
E
ES
S
E
k
k
k
+
→
+⇔
-
2
1
1
EI
I
E I
K
⇔
+
ESI
I
ES I
K
⇔
+
